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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Mikroskope

Hohe intensität und fokussierbarkeit


1. Atom
2. Motor

Aufgrund der räumlichen Kohärenz bewegen sich die Wellenzüge auch auf große Entfernungen nahezu parallel und erzeugen einen scharf gebündelten, intensiven Lichtstrahl. Seine räumliche Ausdehnung zeigt im Gegensatz zu der einer konventionellen Lampe (Taschenlampe) auch in der Ferne nur eine sehr geringe Strahlaufweitung (Strahldivergenz). Daher kann der Laserstrahl über längere Strecken in Lichtleitern geführt werden. Dies erlaubt eine flexible Strahlführung und exakte Positionierung des Strahls. Aufgrund der geringen Strahldivergenz ist es möglich, den Laserstrahl mit Linsen auf einen Punkt zu bündeln (fokussieren), dessen Durchmesser bis in die Größenordnung der Laserwellenlänge verkleinert werden kann. Eine Eigenschaft, die besonders in der präzisen industriellen Materialbearbeitung (Bohren, Schneiden; -> Laser in der Fertigung) und in der Medizin (z.B. Laserskalpell; -> Laser in der Medizin) genutzt wird. Hierbei kommt den Anwendern neben der geringen Strahldivergenz die bereits relativ große Ausgangsintensität zugute, die durch Bündelung weiter gesteigert wird.

Die Intensität der Strahlung wird außerdem durch die Betriebsart des Lasers bestimmt. Es gibt Lasersysteme, die kontinuierlich Strahlung aussenden und solche, die Licht in kurzen Pulsen ausstrahlen. Im normalen Pulsbetrieb liegen die Pulsdauern bei 10 -3 s bis 10 -9 s. Beim Kohlendioxidlaser (CO2-Laser) sind beide Betriebsarten möglich. Im kontinuierlichen Betrieb (Dauerstrichbetrieb) werden mit diesem Laser Leistungen von einigen 10 kW und im Pulsbetrieb von 100 W bis 1012 W erreicht. Derart hohe Spitzenleistungen können allerdings nur mit zusätzlichen speziellen technischen Verfahren wie der so genannten Güteschaltung und Modenkopplung realisiert werden, bei denen die Ausgangsleistung durch Herabsetzen der Strahlungsdauer vergrößert wird. Auf diese Weise können heute extrem kurze, intensive Lichtpulse im Bereich von 10-12 s bis 10-15 s erzeugt werden.

 
 

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